不稳定性
浓硝酸不稳定,遇光或热会分解而放出二氧化氮,分解产生的二氧化氮溶于硝酸,从而使外观带有浅黄色 。但稀硝酸相对稳定,70%~90%硝酸在0℃,阴暗处不发生分解。浓硝酸氧化性强,标准氧化电位。
反应方程式:
,强酸性
一般情况下认为硝酸在水溶液中能够完全电离,产生大量氢离子:硝酸作为氮元素的最高价(+5)水化物,具有很强的酸性。
酯化反应
硝酸能与乙醇、松节油、碳和其他有机物猛烈反应。与醇发生酯化反应生成对应的硝酸酯,在机理上,硝酸参与的酯化反应过去被认为生成了碳正离子中间体,许多文献将机理描述为费歇尔酯化反应(Fischer esterification),即“酸脱羟基醇脱氢”与羧酸的酯化机理相同。硝酸的酯化反应被用来生产硝化纤维,方程式见下:
3nHNO3+[C6H7O2(OH)3]n——→[C6H7O2(O-NO2)3]n+3nH2O
硝化反应
浓硝酸或发烟硝酸与脱水剂(浓硫酸、五氧化二磷)混合可作为硝化试剂对一些化合物引发硝化反应,硝化反应属于亲电取代反应(electrophilic substitution),反应中的亲电试剂为硝鎓离子,脱水剂有利于硝鎓离子的产生 。
最为常见的硝化反应是苯的硝化:
反应方程式
氧化还原反应
硝酸能使羊毛织物和动物组织变成嫩黄色。
由于硝酸的强氧化性,所以不可以通过硝酸来制取氢气,氢离子刚从硝酸中置换出来为氢气,就被硝酸根离子氧化了。硝酸的强氧化性不是来自硝酸根离子(硝酸根离子本身无氧化性),而是在酸性条件下的硝酸根离子才会有强氧化性。(例:在硝酸亚铁溶液中滴加盐酸,溶液颜色由绿变黄,滴加硫氰化钾溶液,溶液变为血红色。证明亚铁离子()被再一次氧化成铁离子()。硝酸的氧化性与其浓度成正比。稀硝酸与金属反应生成一氧化氮,浓硝酸与金属反应同样也会生成一氧化氮,但浓硝酸的氧化性比稀硝酸强,一氧化氮刚反应出来,就被硝酸根离子在氢离子存在的情况下氧化成二氧化氮。方程式如下:
碘化氢与不同浓度的硝酸反应,把碘离子分别氧化成碘单质和碘酸根离子:
硝酸助燃,与可燃物混合会发生爆炸。
硝酸分子中氮元素为最高价态(+5)因此硝酸具有强氧化性,其还原产物因硝酸浓度的不同而有变化,从总体上说,硝酸浓度越高,平均每分子硝酸得到的电子数越少,浓硝酸的还原产物主要为二氧化氮,稀硝酸主要为一氧化氮,更稀的硝酸可以被还原为一氧化二氮、氮气、硝酸铵等,需要指出的是,上述只是优势产物,实际上随着反应的进行,硝酸浓度逐渐降低,所有还原产物都可能出现 。
硝酸有关电势图见下:(标况 E/V)
HNO3—0.803→NO2—1.07→HNO2—0.983→NO—1.591→N2O—1.77→N2—0.27→NH4+
HNO3—0.957→NO
HNO3—1.11→N2O
HNO3—1.24→N2
HNO3—0.88→NH4+
典型反应 浓硝酸:
稀硝酸:
纯硝酸可以发生自偶电离: